MX2008008274A - Encolado de papel - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo que contiene unácido anhídrido, un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o amonio cuaternario del mismo que tiene un peso molecular menor a 180 y/o que tiene uno o más grupos hidroxilo;la invención además se refiere a un método para la preparación de una dispersión acuosa de agente-encolante celulosa-reactivo el cual comprende dispersar unácido anhídrido en una fase acuosa en la presencia de un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o amonio cuaternario del mismo que tiene un peso molecular menor a 180 y/o que tiene uno o más grupos hidroxilo;la invención también se refiere al uso de la dispersión acuosa del agente encolante celulosa-reactivo como un agente encolante de reserva o un agente encolante superficial en la producción de papel;la invención también se refiere a un procedimiento para la producción de papel el cual comprende agregar la dispersión acuosa del agente encolante celulosa-reactivito a una suspensión celulósica acuosa.

Description

ENCOLADO DE PAPEL CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere al encolado de papel y más específicamente a dispersiones acuosas de agente encolante celulosa-reactivo y su preparación y uso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los agentes encolantes celulosa-reactivos tales como aquellos con base en anhídrido alquenil succínico (ASA) son ampliamente utilizados en la elaboración de papel en una reserva de pH neutro o ligeramente alcalino para dar al papel y al cartón algún grado de resistencia a la humedad y penetración de líquidos acuosos. Los tamaños de papel con base en agentes encolantes celulosa-reactivos están generalmente provistos en la forma de dispersiones que contienen una fase acuosa y partículas divididas finamente o gotas del agente encolante ahí dispersado. Las dispersiones generalmente están preparadas con ayuda de un sistema dispersante que consiste en un compuesto aniónico, por ejemplo lignosulfonato de sodio, en combinación con un polímero enfoterico de alto peso molecular o catiónico, por ejemplo almidón catiónico, poliamida, poliamideamina o un polímero de adición de vinilo.

WO 96/17127 describe las dispersiones acuosas que comprenden un agente encolante celulosa-reactivo y partículas de sílice modificadas con aluminio aniónico coloidal. WO 97/31152 describe las dispersiones acuosas que comprenden un tamaño reactivo y un material microparticulado aniónico. Las dispersiones también pueden contener no más de 2% (en peso con base en el peso del tamaño reactivo) o agente tensoactivo. El agente tensoactivo puede ser no aniónico o aniónico. WO 98/33979 A1 describe una dispersión acuosa del agente encolante celulosa-reactivo y un sistema dispersante que comprende un compuesto orgánico catiónico y un estabilizador aniónico. A pesar del hecho de que se han logrado mejoras considerables en la preparación, propiedades y desempeño de las dispersiones acuosas de anhídrido alquenil succínico, todavía existen problemas técnicos asociados con el uso de tales dispersiones. Generalmente, las dispersiones de anhídrido alquenil succínico muestran poca estabilidad, la cual evidentemente lleva a dificultades en la manipulación de dispersiones, por ejemplo en el almacenamiento y en el uso. Otra desventaja es que las dispersiones acuosas no pueden almacenarse durante periodos largos debido a que el anhídrido alquenil succínico se hidroliza fácilmente y con esto se vuelve ineficaz como un agente encolante. Por lo tanto, el anhídrido alquenil succínico generalmente se suministra a los molinos de papel como un líquido, el cual entonces se dispersa antes de su uso como un agente encolante y la dispersión obtenida generalmente se utiliza en 2 horas para evitar los problemas de insuficiencia de estabilidad y pérdida de la eficiencia encolante. El equipo utilizado para preparar las dispersiones proporciona altas fuerzas de cizallamiento que serán capaces de establecer superficies libres y producir dispersiones que tienen tamaños de partículas adecuados. Tal equipo generalmente es complicado y costoso y debido a sus altas fuerzas de cizallamiento generalmente requiere una cantidad considerable de energía. Es un objetivo de esta invención proveer una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo que pueda prepararse fácilmente utilizando bajas fuerzas de cizallamiento y bajo consumo de energía. Otro objetivo de esta invención es proveer una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo que muestre estabilidad mejorada y eficiencia encolante. Otros objetivos aparecerán de aquí en adelante.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo que contiene un ácido anhídrido, un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o un amonio cuaternario del mismo que tiene un peso molecular menor a 180 y/o que tiene uno o más grupos hidroxilo.

La invención además se refiere a un método para la preparación de una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo el cual comprende dispersar un ácido anhídrido en una fase acuosa en la presencia de un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o un amonio cuaternario del mismo que tiene un peso molecular menor a 180 y/o que tiene uno o más grupos hidroxilo. La invención también se refiere al uso de la dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo como un agente encolante de reserva o un agente encolante superficial en la producción de papel. La invención también se refiere a un procedimiento para la producción de papel el cual comprende agregar la dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo a una suspensión celulósica acuosa y deshidratar la suspensión obtenida en un cable así como un procedimiento para la producción de papel que comprende aplicar la dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo a una red celulósica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De acuerdo con esta invención se ha encontrado que el encolado mejorado de papel se puede lograr al utilizar esta dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo. También se ha encontrado que estas dispersiones muestran mejor estabilidad sobre dispersiones convencionales.

Además, se ha encontrado que pueden utilizarse las fuerzas de cizallamiento más bajas para preparar estas dispersiones acuosas comparadas al preparar las dispersiones acuosas convencionales de agente encolante celulosa-reactivo. Por medio de esto, la invención hace posible utilizar energía y equipo que ahorre la inversión creando bajas fuerzas de cizallamiento tales como por ejemplo mezcladores estáticos. Por lo tanto, esta invención ofrece beneficios sustancialmente económicos y técnicos. El agente encolante celulosa-reactivo de acuerdo con la invención puede seleccionarse de cualquier agente encolante con base en ácido anhídrido conocido en la técnica. Adecuadamente, el agente encolante es un ácido anhídrido hidrófobo. Los ácidos anhídridos hidrófobos adecuados pueden caracterizarse por la fórmula general (I) siguiente, en donde R1 y R2 están independientemente seleccionados de los grupos de hidrocarburo saturados o no saturados los cuales contienen adecuadamente desde 8 a 30 átomos de carbono, o R1 y R2 junto con la porción -C-O-C- pueden formar un anillo de 5 a 6 elementos opcionalmente sustituidos con grupos de hidrocarburo que contienen arriba de 30 átomos de carbono.

(I) o o II II R' — C — O — C — R'' Los ejemplos de ácidos anhídridos adecuados incluyen anhídridos alquil y alquenil succínicos, por ejemplo anhídrido iso-octadecenil succínico, anhídrido iso-octadecil succínico, anhídrido n-hexadecenil succínico, anhídrido dodecenil succínico, anhídrido decenil succínico, anhídrido octhenil succinico, anhídrido tri-isobutenil succínico, anhídrido 1-octil-2-decenil-succínico y anhídrido 1-hexil-2-octenil-succínico. Los ejemplos de ácidos anhídridos adecuados además incluyen los compuestos descritos en las patentes de E.U.A. No. 3,102,064; 3,821 ,069; 3,968,005; 4,040,900; 4,522,686; y Re. 29,960, las cuales están incorporadas a la presente a manera de referencia. El agente encolante celulosa-reactivo de acuerdo con la invención puede contener uno o más ácidos anhídridos, por ejemplo uno o más anhídridos alquil y/o alquenil succínicos. Generalmente, el ácido anhídrido de esta invención es líquido a temperatura ambiente. La dispersión de acuerdo con la invención contiene un dispersante o un sistema dispersante que comprende un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno. Cuando se utilizan en combinación, estos compuestos son efectivos como un dispersante para el agente encolante de ácido anhídrido aunque el polielectrolito aniónico y el compuesto orgánico que contiene nitrógeno no pueden ser eficaces como un dispersante cuando se utilizan por separado. Preferiblemente, la dispersión es aniónica es decir, el dispersante o sistema dispersante tiene una carga aniónica total. El polielectrolito aniónico de acuerdo con la invención puede seleccionarse de compuestos orgánicos e inorgánicos y puede derivarse de fuentes naturales o sintéticas. El polielectrolito aniónico tiene dos o más grupos aniónicos los cuales pueden ser de iguales o diferentes tipos. Los ejemplos de grupos aniónicos adecuados, es decir, grupos que son aniónicos o se volvieron aniónicos en una fase acuosa, incluyen silanol, aluminosilicato, fosfato, fosfonato, sulfato, sulfonato, grupos de ácido sulfónico y carboxílico así como sales de los mismos, generalmente amonio o sales de mental alcalino (generalmente sodio). Los polielectrolitos aniónicos pueden ser solubles en agua, por ejemplo polielectrolitos aniónicos lineales o ramificados, o dispersables en agua por ejemplo por electrolitos aniónicos entrelazados y/o particulados. Preferiblemente, los polielectrolitos aniónicos dispersables en agua y particulados son coloidales, es decir en la escala coloidal del tamaño de partícula. Las partículas coloidales adecuadamente tienen un tamaño de partícula de 1 nm a 100 nm, preferiblemente de 2 a 70 nm y más preferiblemente de 2 a 40 nm. Los polielectrolitos aniónicos dispersables en agua y particulados pueden contener partículas agregadas y/o no agregadas. Los ejemplos de polielectrolitros aniónicos orgánicos adecuados incluyen polisacáridos aniónicos, como almidones, gomas guar, celulosas, quitinas, quitosanos, glicanos, galactanos, glucanos, goma xantano, mananos y dextrinas. Otros ejemplos de polielectrolitos aniónicos orgánicos adecuados, incluyen polímeros aniónicos sintéticos tales como poliméros de condensación, por ejemplo poliuretanos y polímeros con base de naftaleno y con base de melamina, por ejemplo sulfonatos de naftaleno formaldehído condensado y polímeros con base de ácido sulfónico de melamina, y polímeros de adición de vinilo preparados de monómeros etilénicamente no saturados que incluyen monómeros aniónicos o potencialmente aniónicos, por ejemplo ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maléico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido vinilsulfónico, estireno sulfonado y fosfatos de acrilatos y metacrilatos de hidroxialquilo, opcionalmente copolimerizados con monómeros no aniónicos etilenicamente no saturados, por ejemplo acrilamida, alquilacrilatos, estireno y acrilonitrilo así como derivados de tales monómeros, vinil esteres y similares. Ejemplos de otros polielectrolitros aniónicos orgánicos adecuados incluyen polímeros ramificados solubles en agua y polímeros entrelazados dispersables en agua obtenidos por polimerización de una mezcla de monómero que comprende uno o más monómeros aniónicos etilénicamente no saturados o potencialmente aniónicos y opcionalmente uno o más monómeros etilénicamente no saturados en la presencia de 1 o más agentes entrelazantes polifuncionales. La presencia de un agente entrelazante polifuncional en la mezcla de monómero resulta en la preparación posible de polímeros ramificados, polímeros ligeramente entrelazados y polímeros altamente entrelazados que son dispersables en agua. Los ejemplos de agentes entrelazantes polifuncionales adecuados incluyen compuestos que tienen al menos dos enlaces etilénicamente no saturados, por ejemplo N,N-metilen-bis-(met)acrilamida, polietilenglicol di(met)acrilato, N-vinil (met)acrilamida, divinil-benceno, sales de trialilamonio y N-metilalil(met)archilamida, compuestos que tienen un enlace etilénicamente no saturado y un grupo reactivo, por ejemplo, glicidil(met)acrilato, acroleina y metilol(met)acrilamida, y compuestos que tiene al menos dos grupos reactivos por ejemplo dialdehídos como glioxal, compuestos diepoxi y epiclorohidrina. El polielectrolito aniónico orgánico generalmente tiene un grado de sustitución aniónica (DSA) de 0.01 a 1.4, adecuadamente de 0.1 a 1.2 y preferiblemente de 0.2 a 1.0. El polielectrolito aniónico puede contener uno o más grupos catiónicos mientras que tenga una carga aniónica total. El peso molecular del polielectrolito aniónico puede variar dentro de escalas amplias; generalmente, el peso molecular es arriba de 200 y adecuadamente arriba de 500, mientras que el límite superior generalmente es 10 millones y preferiblemente 2 millones. Los ejemplos de polielectrolitros aniónicos inorgánicos adecuados incluyen materiales silíceos aniónico, por ejemplo materiales aniónicos con base de sílice preparados de ácido silícico y arcillas del tipo esméctica. Generalmente, estos polielectrolitos aniónicos tienen silanol negativo, aluminosilicato o grupos hidroxilo. Los ejemplos de polielectrolitros aniónicos inorgánicos adecuados incluyen ácido polisilícico, polisilicatos, polialuminiosilicatos, partículas coloidales con base de sílice por ejemplo partículas de sílice, sílice aluminado (modificado con aluminio) y aluminiosilicato, microgeles de polisilicato, microgeles de polialuminiosilicato, geles de sílice y sílice precipitada, arcillas esmectita, por ejemplo, montmorilonita, bentonita, hectorita, beidelita, nontronita y saponita. Los polielectrolitos aniónicos preferidos incluyen materiales con base de sílice por ejemplo partículas coloidales con base de sílice.

El compuesto orgánico que contiene nitrógeno de acuerdo con la invención es una amina o un amonio cuaternario del mismo. Los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno incluyen aminas primarias, secundarias y terciarias y amonios cuaternarios del mismo. Los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno adecuados además incluyen monoaminas, diaminas y poliamidas y amonios cuaternarios del mismo. Los amonios cuaternarios incluyen aminas protonadas, alquiladas, ariladas, y alcariladas o los tipos antes mencionados los cuales pueden realizarse por la reacción de aminas con, por ejemplo ácidos, por ejemplo ácido clorhídrico y cloruro de metilo, dimetiisulfato y cloruro de bencilo. En una modalidad preferida de la invención, el compuesto orgánico que contiene nitrógeno es una amina o un amonio cuaternario del mismo que tiene uno o más grupos hidroxilo. Preferiblemente uno o más grupos hidroxilo están presentes en una posición terminal de uno o más sustituyentes del compuesto que contiene nitrógeno es decir una amina terminada de grupo hidroxilo o un amonio cuaternario del mismo. Los ejemplos de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno adecuados incluyen las siguientes aminas y sus amonios cuaternarios: dietilentriamina, trietilentetramina, hexametilendiamina, dietilamina, dipropilamina, diisopropilamina, ciclohexilamina, pirrolidina, guanidina, trietanolamina, monoetanolamina, dietanolamina, 2-metoxietilamina, aminoetiletanolamina, alanina y lisina. Otros ejemplos de compuestos orgánicos que contienen nitrógeno adecuado incluyen hidróxido de colina, amoniohidróxido de tetrametilo, amoniohidróxido de tetraetilo. Los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno preferidos incluyen trietanolamina y amonios cuaternarios del mismo. El peso molecular del compuesto orgánico que contiene nitrógeno puede variar dentro de límites amplios. En una modalidad preferida de la invención, el peso molecular de la amina o del amonio cuaternario del mismo es menor a 180, adecuadamente arriba de 170 y preferiblemente arriba de 160. El peso molecular generalmente es al menos 30. Como se mencionó aquí, el peso molecular de un amonio cuaternario de una amina significa el peso molecular de la parte catiónica del compuesto de amonio cuaternario lo cual significa que la parte aniónica del compuesto de amonio cuaternario no está incluida en los pesos moleculares antes dados. Para los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno que están seleccionados de amina y amonios cuaternarios del mismo que tienen uno o más grupos hidróxilo, los pesos moleculares pueden ser más altos, por ejemplo menos de 500 y generalmente menos de 300, aunque los pesos moleculares antes mencionados son también adecuados para tales compuestos. En esta dispersión acuosa, o emulsión, el ácido anhídrido puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 50% en peso, adecuadamente de 0.1 a aproximadamente 30% en peso y preferiblemente al rededor de 1 a aproximadamente 20% en peso, con base en el peso de la dispersión acuosa. El polielectrolitro aniónico generalmente está presente en una cantidad arriba de aproximadamente 100% en peso, generalmente de 0.1 a 15% en peso adecuadamente de 0.5 a a10% en peso y preferiblemente de 1 a 7% en peso con base en el peso del ácido anhídrido. El compuesto orgánico que contiene nitrógeno puede estar presente en una cantidad arriba de 20% en peso, generalmente de 0.1 a 15% en peso, adecuadamente de 0.5 a 10% en peso y preferiblemente de 1 a 7% en peso con base en el peso del ácido anhídrido. Además del ácido anhídrido, el polielectrolitro anionico y el compuesto orgánico que contiene nitrógeno, los compuestos adicionales opcionales pueden estar presentes en la dispersión. Los ejemplos de tales compuestos incluyen agentes tensoactivos mono-, di- y poli-aniónicos y no aniónicos y agentes dispersantes, estabilizadores, extendedores y agentes preservantes tales como por ejemplo, ácidos anhídridos hidrolizados, por ejemplo, ácidos anhídridos de alquilo y alquenilo hidrolizados como se mencionó anteriormente, preferiblemente anhídridos alquenil succínicos hidrolizados, por ejemplo ácidos anhídridos hidrolizados en la forma de ácido carboxílico y/o derivados de éster de ácido carboxílico, agentes tensoactivos aniónicos como esteres de fosfato, tales como esteres de fosfato etoxilado, alquilsulfatos, sulfonatos y fosfatos, alquilarilsulfatos, sulfonatos y fosfatos, por ejemplo laurilsulfonato de sodio e isotridecilalcohol fosfatado etoxilado. Si está presente, el contenido de tales compuestos adicionales en la dispersión puede ser de 0.1 a 15% en peso, adecuadamente de 1 a 10% en peso y preferiblemente de 2 a 7% en peso con base en el peso del ácido anhídrido. El agua también está presente en la dispersión y puede constituir el resto de la dispersión arriba de 100% en peso.

La dispersión de acuerdo con la invención puede producirse al formar una mezcla que contiene el ácido anhídrido, el polielectrolito aniónico y el compuesto orgánico que contiene nitrógeno como se definió anteriormente y dispersar la mezcla en la presencia de agua. Los componentes de la dispersión pueden mezclarse en cualquier orden pero preferiblemente el polielectrolito aniónico y el compuesto orgánico que contiene hidrógeno se mezclan y diluyen con agua a la concentración adecuada y después el ácido anhídrido se dispersa en el mismo. La mezcla puede dispersarse al utilizar equipo dispersante adecuado que provee el grado suficiente de dispersión, por ejemplo un mezclador estático que provee fuerza de cizallamiento relativamente baja. La dispersión obtenida contiene gotas de ácido anhídrido generalmente teniendo un tamaño de 0.1 a 10 µm. Las dispersiones acuosas de cuerdo con la invención pueden utilizarse de manera convencional en la producción de papel utilizando cualquier tipo de fibra celulósica y pueden utilizarse tanto para el encolado superficial como para el encolado interno. El término "papel", como aquí se utiliza, significa incluir no sólo el papel, sino todos los tipos de productos celulósicos en forma de hoja y red incluyendo por ejemplo cartulina y cartón. La suspensión celulósica y el papel acabado también pueden contener rellenadores minerales y generalmente el contenido de fibras celulósicas es al menos 50% en peso con base en la suspensión celulósica seca o el papel acabado. Los ejemplos de rellenadores minerales de tipos convencionales incluyen caolina, arcilla china, dióxido de titanio, yeso, talco y carbonatos de calcio naturales y sintéticos tales como tiza, mármol de tierra, y carbonato de calcio precipitado. Esta invención también se refiere a un procedimiento para la producción de papel en el cual la dispersión encolante acuosa se agrega a una suspensión celulósica acuosa o se aplica a una hoja o red celulósica. Adecuadamente, la cantidad de agente encolante celulosa-reactivo se agrega a la suspensión celulósica para drenarse en un cable para formar papel, o aplicarse a la superficie de una hoja o red celulósica como un tamaño de superficie generalmente en la presión de tamaño que es de 0.01 a 1.0% en peso con base en la suspensión celulósica seca y rellenadores opcionales, preferiblemente de 0.05 a 0.5% en peso en donde la dosis es principalmente dependiente de la calidad de la pulpa o del papel que se va a encolar y el nivel de encolado deseado. Las dispersiones encolantes acuosas de conformidad con la invención son particularmente útiles en la elaboración de papel a partir de una suspensión celulósica acuosa que tiene una conductividad alta. La conductividad de la suspensión que se deshidrata en el cable puede estar dentro de la escala de 0.3 mS/cm a 10 mS/cm. De acuerdo con esta invención, se pueden alcanzar buenos resultados cuando la conductividad es al menos 2.0 mS/cm, notablemente al menos 3.5 mS/cm, particularmente al menos 5.0 mS/cm e incluso al menos 7.5 mS/cm. La conductividad puede medirse por el equipo estándar tal como por ejemplo un instrumento WTW LF 330 proporcionado por Christian Berner. Los valores antes mencionados son adecuadamente determinados al medir la conductividad de la suspensión celulósica que se alimenta en o está presente en el cajón de la máquina de papel o alternativamente al medir la conductividad del agua blanca obtenida al deshidratar la suspensión. Los niveles de conductividad altos significan altos contenidos de sales (electrolitos) los cuales pueden derivar de los materiales utilizados para formar la reserva, a partir de varios aditivos introducidos en la reserva, a partir del agua fresca suministrada al procedimiento, etc. Además, el contenido de sales es generalmente más alto en los procedimientos en donde el agua blanca recircula excesivamente, la cual puede llevar a la acumulación considerable de sales en el agua que circula en el procedimiento. Los químicos convencionalmente agregados a la suspensión celulósica en la elaboración de papel tal como sustancias de retención, compuestos de aluminio, tintes, resinas resistentes a la humedad, agentes abrillantadores ópticos etc., pueden utilizarse en conjunto con esta dispersión. Los ejemplos de compuestos de aluminio incluyen alumbre, aluminatos y compuestos de polialuminio por ejemplo cloruros y sulfatos de polialuminio. Los ejemplos de sustancias de retención adecuadas incluyen polímeros catiónicos, materiales inorgánicos aniónicos en combinación con polímeros orgánicos, por ejemplo bentonita en combinación con polímeros catiónicos, soluciones con base de sílice en combinación con polímeros catiónicos o polímeros catiónicos y aniónicos. Particularmente, el buen encolado puede obtenerse cuando se utiliza la dispersión de la invención en combinación con sustancias de retención que comprenden polímeros catiónicos. Los polímeros catiónicos adecuados incluyen almidón catiónico, polímeros con base de acrilato y con base de acrilamida, polietilenimina, poliaminas, poliamidoaminas y poli(dialildimetil amoniocloruro) y combinaciones de ' los mismos. Las sustancias de retención preferidas incluyen almidón catiónico y polímeros catiónicos con base de acrilamida. En una modalidad preferida de la invención, las dispersiones se utilizan en combinación con un sistema de retención que comprende al menos un polímero catiónico y un material silíceo aniónico, por ejemplo partículas con base de sílice o bentonita. Es posible pre-mezclar uno o más componentes de esta dispersión con una sustancia de retención, por ejemplo un material silíceo aniónico, antes de introducir la mezcla obtenida en la suspensión celulósica. Por consiguiente, esta dispersión encolante acuosa puede prepararse justo antes de introducirla en la suspensión celulósica al poner en contacto el ácido anhídrido y el compuesto orgánico que contiene nitrógeno con un polielectrolito aniónico tal como por ejemplo un material silíceo acuoso por ejemplo una solución con base de sílice o suspensión de bentonita. La invención además está ilustrada en los siguientes ejemplos los cuales sin embargo no están previstos para limitar el mismo. Las partes y el % se refieren a las partes en peso y el % en peso respectivamente a menos de que se indique otra cosa.

EJEMPLO 1 Las dispersiones acuosas de conformidad con la invención se preparan al dispersar anhídrido alquenil succínico (ASA) con base en una fracción de olefina que comprende anhídrido iso-hexadecenil e iso-octadecenil succínico en la presencia de una mezcla de polielectrolito aníónico y amina en un mezclador estático de tubo Hash. Las dispersiones acuosas utilizadas para la comparación en este y otros ejemplos se prepararon de una manera similar excepto porque no se utilizó amina, sílice no coloidal, aminas de alto peso molecular y/o aminas que no tienen grupos hidroxilo. El polielectrolito aniónico utilizado en este ejemplo fue sílice coloidal (Eka NP 590) en la forma de una solución acuosa que tiene un contenido de Si02 de 8.1 % en peso y que contiene partículas de sílice con un área de superficie específica de 850 m2/g el cual fue modificado por aluminio. La amina utilizada en este ejemplo fue trietanolamina (TEA) que tiene un peso molecular de 149. El polielectrolito aniónico y la amina se mezclaron en la presencia de agua para formar una mezcla la cual se bombeo en un extremo del tubo en un flujo de 3.17 l/min, y el ASA concentrado se bombeó desde el lado del tubo en un flujo de 0.167 l/min. La presión cayó sobre la unidad de mezcla que fue 3.4 bar. La dispersión obtenida tubo un contenido de ASA de 5% en peso, contenido de polielectrolito aniónico (en este ejemplo; contenido de S¡02) de 5.0% en peso con base en el ASA y el contenido de amina que varía de 0 a 2.0% en peso con base en el ASA. Las dispersiones 1 a 4 se prepararon como se muestra en el cuadro 1 en el cual el SiO2 y los contenidos de amina dados estaban basados en ASA. CUADRO 1 El tamaño de partícula de las gotas de ASA se midió en un Malvern Mastersizer Microplus después de la disolución de las dispersiones con agua a un contenido de ASA de 0.5% en peso. Los resultados se muestran en el cuadro 2. (D(v 0.1 ), D(v 0.5), D(v 0.9) significa que 10, 50 y 90% de las partículas respectivamente tuvieron un diámetro menor al tamaño dado.

CUADRO 2 Como puede verse a partir del cuadro 2, las dispersiones de acuerdo con esta invención, dispersiones No. 2 a 4, resultaron en tamaños de partícula menores sobre la dispersión utilizada para la comparación, dispersión número 1. La eficiencia de encolado se evalúo al preparar hojas de papel hechas a mano de acuerdo con el método estándar SCAN-C26:76 y el encolado se midió como valores Cobb-60 de acuerdo con el método estándar Tappi T441. Las hojas de papel se prepararon de acuerdo con un procedimiento en el cual se agregaron las dispersiones a una suspensión celulósica acuosa que comprende pulpa reciclada que tiene una concentración de fibra de 0.5 g/l, conductividad de 0.7 mS/cm y pH alrededor de 7.0. Las dispersiones se agregaron en cantidades de 0.5, 1.0 y 1.5 kg/t, calculados como ASA y con base en el peso de la suspensión celulósica seca. Se utilizó un sistema de retención que comprende 6 kg/t de almidón de papa catiónico (Perlbond 970) y 0.5 kg/t de solución de sílice (Eka NP 442), calculado como sustancias secas en suspensión celulósica seca. Los valores Cobb-60 se midieron y los resultados están presentados en el cuadro 3. Los valores Cobb más bajos significan que se absorbió una cantidad menor de agua y por lo tanto se logró un mejor encolado.

CUADRO 3 Como puede verse a partir del cuadro 3, las dispersiones de acuerdo con la invención, las dispersiones número 2 a 4 resultaron en una eficiencia de encolado mejoradas sobre la dispersión utilizada para la comparación, dispersión número 1.

EJEMPLO 2 Las dispersiones se prepararon y la eficiencia de encolado de la dispersión se evaluó de acuerdo con los procedimientos generales del ejemplo 1 , excepto porque se utilizaron los contenidos variantes de sílice y el contenido de amina fue constante. Las dispersiones tuvieron un contenido de ASA de 5% en peso, con base en el peso de la dispersión. El cuadro 4 muestra los resultados.

CUADRO 4 Como puede verse a partir del cuadro 4, las dispersiones de acuerdo con la invención, dispersiones número 6 a 9, resultaron en eficiencia de encolado mejorada sobre la dispersión utilizada para la comparación, dispersión No.5.

EJEMPLO 3 Las dispersiones se prepararon y evaluaron de acuerdo con los procedimientos generales del ejemplo 1. Las comparaciones de las dispersiones se hicieron en suspensiones celulósicas acuosas que tienen conductividad aumentada al agregar el cloruro de calcio. La conductividad de las suspensiones se midió al utilizar un instrumento WTW LF 330 de Christian Berner. Los resultados se presentaron en el cuadro 5.

CUADRO 5 Como puede verse a partir del cuadro 5, la dispersión de acuerdo con la invención, dispersión No. 11 , mostró eficiencia de encolado considerablemente mejor que la dispersión utilizada para la comparación, dispersión No. 10 cuando la conductividad de la suspensión aumentó.

EJEMPLO 4 Las dispersiones se prepararon e igualaron de acuerdo con los procedimientos generales del ejemplo 1 excepto porque se utilizaron diferentes aminas. La dispersión obtenida tuvo un contenido de ASA de 5% en peso, contenido de Si02 de 5.0% en peso con base en el ASA, y el contenido de amina de 2.0% en peso con base en el ASA. Las aminas utilizadas fueron trietanolamina (TEA) que tiene un peso molecular de 149, dietilentriamina (DETA) que tiene un peso molecular de 103, una amina grasa fraccionada de coco (FCA) que tiene un peso molecular de aproximadamente 200 y un cloruro de dimetilamonio con sebo dihidrogenado (DTDMAC) que tiene un peso molecular de aproximadamente 530. Los tamaños de partícula se presentan en el cuadro 6.

CUADRO 6 Los resultados de la eficiencia de encolado evaluados se muestran en el cuadro 7.

CUADRO 7 Como puede verse a partir de los cuadros 6 y 7, las dispersiones de acuerdo con esta invención, dispersiones números. 14 y 15 las cuales contenían amina que tienen un peso molecular menor a 180 (dispersión No. 14 y 15) y que tienen grupos hidroxilo (dispersión No. 15), resultaron en tamaños de partícula menores y eficiencia de encolado considerablemente mejorada sobre las dispersiones utilizadas para la comparación, dispersión no. 12 y 13. Esto también significa que se requirió menos energía para establecer las superficies libres de acuerdo con la invención.

EJEMPLO 5 Las dispersiones se prepararon y evaluaron de acuerdo con los procedimientos generales del ejemplo 1 excepto porque se utilizaron diferentes polielectrolitos aniónicos. La dispersión obtenida tuvo un contenido de ASA de 5% en peso, contenido de SiO2 de 5.0% en peso con base en el ASA, y contenido de trietanolamina 0 ó 2.0% en peso con base en el ASA. Los polielectrolitos aniónicos utilizados se muestran en el cuadro 8.

CUADRO 8 Las bentonitas se empastaron en agua (5% en peso de bentonita) se almacenaron durante 5 días para lograr la inflamación y separación suficiente. Se determinó el tamaño de partícula y se evaluó la estabilidad.

La estabilidad se midió 2 horas después de la preparación. Si permanece estable después de 24 horas, el tamaño de partícula se determinará nuevamente. El término "sep" significa separación. Los resultados se muestran en el cuadro 9.

CUADRO 9 Los resultados de la evaluación de la eficiencia de encolado se mostraron en el cuadro 10 CUADRO 10 Como puede verse a partir de los cuadros 9 y 10, las dispersiones de acuerdo con esta invención, dispersiones No.17, 19, 21 , 23 y , las cuales contenían tanto polielectrolito aniónico como compuesto orgánico que contiene nitrógeno, mostraron mejor eficiencia de encolado, mejor estabilidad y resultaron en tamaño de partículas menores sobre las dispersiones utilizadas para la comparación números de dispersión 16, 18, 20, 22 y 24 que lo contuvieron el compuesto orgánico que contiene nitrógeno.

EJEMPLO 6 Las dispersiones se prepararon y el tamaño de partícula y la eficiencia de encolado de las dispersiones se valuaron de acuerdo con los procedimientos generales del ejemplo 1 , excepto porque se utilizaron diferentes agentes tensoactivos y contenidos variados de agentes tensoactivos. El polielectrolito utilizado fue el sílice coloidal (Eka NP 780) en la forma de solución acuosa que tiene un contenido de Si02 de 7.5% en peso y que contiene partículas de sílice con un área de superficie especifico de aproximadamente 900m2/g y la cual fue modificada por aluminio. La amina utilizada fue trietanolamina (TEA). La dispersión obtenida tuvo un contenido de ASA de 5% en peso, contenido de Si02 de 5.0% en peso con base en el ASA y el contenido de amina de 2.0% en peso, con base en el ASA. No se incorporó ningún agente tensoactivo en el número de dispersión 26. El ASA hidrolizado se incorporó como un agente tensoactivo en los números de dispersión 27 y 28. El agente tensoactivo utilizado en el número de dispersión 29 fue un éster de fosfato. (poli(oxi-1 ,2-etanediil) alfa-isotridecil-omega-hidroxifosfato). Los contenidos de agente tensoactivo en las dispersiones se basaron en el ASA. Los resultados de las mediciones de tamaño de partícula se muestran en el cuadro 11.

CUADRO 11 Se evaluó la eficiencia de encolado de las dispersiones y las comparaciones de las dispersiones se hicieron en una suspensión celulósica acuosa que comprende 70% de pulpa (80/20 fabricación de abedul/pino) y 30% de rellenador (CaCo3).

CUADRO 12 Como puede verse a partir de los resultados presentados en los cuadros 11 y 12, los números de dispersión 27, 28 y 29 que contienen un agente tensoactivo resultó en un tamaño de partícula menor y mostró una eficiencia de encolado mejor que la dispersión que no contiene agente tensoactivo.

EJEMPLO 7 Las dispersiones del ejemplo 6 se evaluaron en términos de la eficiencia de encolado cuando se utilizaron las suspensiones celulósicas acuosas que comprenden pulpa de fabricación no blanqueada que tiene conductividades variadas. Los resultados se mostraron en el cuadro 13.

CUADRO 13 Como puede verse a partir del cuadro 13, los números de dispersión 27, 28 y 29 que contienen un agente tensoactivo mostraron mejor eficiencia de encolado que la dispersión que no contiene agente tensoactivo, número de dispersión 26.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo que contiene un ácido anhídrido, un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o un amonio cuaternario del mismo que tiene un peso molecular menor a 180.

2.- Una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo que contiene un ácido anhídrido, un polielectrolitro aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o un amonio cuaternario del mismo que tiene uno o más grupos hidroxilo.

3.- Un método para la preparación de una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo el cual comprende dispersar un ácido anhídrido en una fase acuosa en la presencia de un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o un amonio cuaternario del mismo que tiene un peso molecular menor a 180.

4.- Un método para la preparación de una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo el cual comprende dispersar un ácido anhídrido en una fase acuosa en la presencia de un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno el cual es una amina o un amonio cuaternario del mismo que tiene uno o más grupos hidroxilo.

5.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2 o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizados además porque el compuesto que contiene nitrógeno tiene un peso molecular arriba de 170.

6.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizados además porque el compuesto que contiene nitrógeno tiene un peso molecular arriba de 160. 7 '.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 5 y 6 o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizados además porque el compuesto que contiene nitrógeno tiene uno o más grupos hidroxilo. 8.- La dispersión acuosa de conformidad con la reivindicación 7 o el método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizados además porque uno más grupos hidroxilo están presentes en una posición terminal de uno más sustituyentes del compuesto que contiene nitrógeno. 9.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 8, el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizados además porque el compuesto que contiene nitrógeno es una amina. 10.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 8, o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizados además porque el compuesto que contiene nitrógeno es un amonio cuaternario. 11.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 10, o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizados además porque el compuesto que contiene nitrógeno es dietilentriamina, trietilentetramina, hexametilendiamina, dietilamina, dipropilamina, di-isopropilamina, ciclohexilamina, pirrolidina, guanidina, trietanolamina, monoetanolamina, dietanolamina, 2-metoxietilamina, aminoetiletanolamina, alanina, lisina, hidróxido de colina, amoniohidrxido de tetrametilo o amoniohidróxido de tetraetilo. 12.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 11 , o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 11 , caracterizados además porque el polielectrolito aniónico es un material inorgánico. 13.- La dispersión acuosa de conformidad con la reivindicación 12, o el método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizados además porque el polielrctrolito aniónico es un material silíceo. 14.- La dispersión acuosa de conformidad con la reivindicación 13, o el método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizados además porque el polielectrolito aniónico es bentonita. 15.- La dispersión acuosa de conformidad con la reivindicación 13, o el método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizados además porque el polielectrolito aniónico comprende partículas con base de sílice. 16.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 15, o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 15, caracterizados además porque el ácido anhídrido es anhídrido iso-octadecenil succínico, anhídrido iso-octadecil succínico, anhídrido n-hexadecenil succinico, anhídrido dodecenil succínico, anhídrido decenil succínico, anhídrido octenil succínico, anhídrido tri-isobutenil succínico, anhídrido-1-octil-2-decenil-succínico o anhídrido 1-hexil-2-octenil-succínico. 1

7.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 16, o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 16, caracterizados además porque el ácido anhídrido está presente en una cantidad de 0.1 a 30% en peso, con base en el peso de la dispersión acuosa. 1

8.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 17, o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 17, caracterizados además porque el polielectrolito aniónico está presente en una cantidad de 0.5 a 10% en peso con base en peso del ácido anhídrido. 1

9.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 18, o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 18, caracterizados además porque el compuesto orgánico que contiene nitrógeno está presente en una cantidad de 0.5 a 10% en peso con base en el peso del ácido anhídrido. 20.- La dispersión acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 2 y 5 a 19, o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 19, caracterizados además porque la dispersión además comprende un agente tensoactivo aniónico, 21.- La dispersión acuosa de conformidad con la reivindicación 20 o el método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizados además porque el agente tensoactivo aniónico es ácido anhídrido hidrolizado. 22.- El uso de la dispersión acuosa del agente encolante celulosa-reactivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 para el encolado interno o el encolado superficial en la producción de papel. 23.- Un procedimiento para la producción de papel el cual comprende agregar una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo a una suspensión celulósica acuosa y deshidratar la suspensión obtenida en un cable o al aplicar una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo a la superficie de una hoja o red celulósica en donde la dispersión es una dispersión acuosa de agente encolante celulosa-reactivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21. 24.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque la suspensión celulósica acuosa tiene una conductividad de al menos 2.0 mS/cm.